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Vivaldi宽带双极化探头天线

发布时间:2019-11-23 17:09 来源:未知 编辑:admin

  近场测量方法是天线测量的重要手段,它可以在近距离艺得天线的远场,准参数,是天线

  射特性测试的重要方法。近场测试系统中,探头对近场测试系统电气性能有很大影响。近场测试系统的探头天线要求在照射角范围内,远场辐射方向图需要具有良好的轴对称特性,方向图的E 面和H面尽量平坦且具有较低的交叉极化凹,近构场测量系统中的双极化测量主要通过两种方式来实现:一是利用单极化探头的机械转动悉实现双极化:二是直接利用双极化探头实现。双极化探头在测试过程中不需要机械调节,具有测试方便、测试速度快的优点,成本低等优点。但是,双极化探头要求探头天线具备低交叉极化、宽频带特性以及小的口径尺寸。为实现这些特性,该类探头设计难度大,设计成本高。

  Vivaldi天线是一种超宽带天线,该天线通过微带馈电,其小型化的研究资料较多,目前广泛应用于卫星通信、遥感和射电望远镜等领域,本文采用Vivaldi天线设计宽带双极化天线MHz这一超宽频带的覆盖,适用于近场天线测量。

  宽带双极化天线基板十字交叉焊接组成探头的两个极化,如图所示在两块PCB基板上分别印制相同尺寸的辐射单元,形成带状线基板。因所设计天线单元需要用于焊接为双极化天线,且天线的高端频段较高,所用印刷板的厚度不宜太厚。

  辐射单元上及辐射单元边缘设计有过孔,两块PCB板和正反两面的辐射单元之间通过过孔连接。两块PCB板之间设计有馈电带线,辐射单元设计有相应电路。

  图1:宽带双极化探头天线基板底部设计有镂空部位用于连接同轴射频接头,探头通过同轴射频接头对外通信。

  一块加工好的Fr4基板,形成Vivaldi天线单元,两块Vivaldi天线单元十字组合形成双极化辐射天线单元时,馈电带线会相互重叠在一起,可将馈电带线上下错开以解决该问题,这种方式对天线的两个端口驻波影响不大。

  天线辐射或者接收能量时,通过射频馈电线路馈入,在辐射单元上产生高频电流,辐射单元产生超宽频段的信号辐射。

  线性渐变微带缝隙天线有是在线极化矩形缝隙微带天线的基础上发展而来的,矩形缝隙微带天线的辐射场为线极化,当缝隙做的很宽时,通过缝隙可以向外辐射电磁波。

  本文设计天线的辐射单元有两边左右对称的辐射翅片,两个辐射翅片之间含有两个渐变缝隙,通过辐射翅片弧形形状与双脊的设计对电磁波的辐射产生了引向作用,实现天线的定向性。这种渐变缝隙结构不光起引向作用,通过缝隙宽度的渐变可激发出多个对应的谐振频点,与渐变缝隙底端圆形部分为天线的谐振环共同作用,从而实现了400MHz-6000MHz这一超宽频带的覆盖。

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